软件方面，PLC使用扫描加中断的工作方式，这种工作方式能保证PLC的有序工作以及控制结果的准确性，还能够在发生紧急情况时做出及时的应急处理，有效提升应急响应的及时性。

2）功能非常丰富

功能丰富不仅是指指令系统所能够使用的指令丰富，也是内部器件和外部设备的种类丰富。PLC能够使用的指令多达上百条，完全可以实现计算各种类型的数据以及对于各种类型的逻辑问题的处理。基本上，普通计算机能够完成的操作PLC都可以实现。

PLC的内部器件种类繁多，有着从几十到十几万不等的I/O接口。它的计数器和定时器也有很多种类，这一点是过去的继电器控制所不能企及的，数量则多达几十上百种。而且，内部器件都可以设置成是否要掉电保护，即使突然掉电也能保证上电后数据和指令也不会清零，这是继电器控制绝对做不到的。

PLC的外部设备有着良好的人机交互界面，而且可以自由的输入或者输出程序及数据。PLC还具有能够与计算机连接或者连接网络的通信接口、较为强大能够实现自诊断和结果自动记录的自检功能。

3）易于实现控制

PLC采用模块化结构，能够根据不同的工业控制需要选择不同的模块组合系统。PLC的各类模块已经实现了系统化与规格化，硬件系统的配置和构建已经非常方便。而且硬件的安装很简单，也能很容易的进行组装。所以使用者可以根据需要选择合适的硬件模块，然后编写程序来实现控制。

4）编程学习简单容易掌握

大部分的PLC程序是采用梯形图的表达形式，因为梯形图可以说是直观形象容易读懂。有的PLC程序还可使用BASIC语言、C语言或者是自然语言。对于PLC的用户而言，编程容易这一点具备着极大的优势。

目录

摘要 i

Abstract i

目录 iii

1 绪论 2

1.1 课题研究背景 2

1.1.1 课题背景 2

1.1.2 国内外研究现状 3

1.2 自适应PID神经网络算法简介 3

1.3 课题研究主要工作 4

2 系统硬件软件介绍 5

2.1 可编程逻辑控制器（PLC）介绍 5

2.1.1 PLC的特点 5

2.1.2 PLC的硬件结构 6

2.1.3 PLC工作原理 7

2.1.4 PLC的近况 7

2.1.5 PLC的发展趋势 8

2.2 SMPT-1000简介 9

2.3 西门子S7-400介绍 9

2.4 西门子PCS7过程控制系统简介 10

2.4.1 PCS7结构与特点 10

2.4.2 PCS7硬件组态 10

2.4.3 PCS7程序语言 11

2.4.4 PCS7监控画面 12

2.5 PID控制算法 12

2.5.1 比例（P） 13

2.5.2 积分（I） 14

2.5.3 微分（D） 14

3 液位控制系统设计 15

3.1 系统设计要求 15

3.1.1 系统设计原则 15

3.2 数学模型建立过程 15

3.3 液位控制系统设计 17

3.3.1 液位控制系统的硬件组态配置 17

3.3.2 液位控制系统的模块选择 21

3.3.3 组态画面设计 22

3.3.4 自适应PID神经网络控制实现 23

3.3.5 PID参数整定 25

4 实验结果与分析 28

5 结论 31

致谢 32

参考文献 33

1 绪论

现代工业生产过程大部分是在自动化控制下进行生产，自动化生产拥有更高的生产效率，非常适合大规模生产，能有效减少人力成本和能源消耗。而液位就是工业生产的自动化控制中一个极其重要的控制参数。对于系统的液位控制是否稳定，能够直接的影响到生产安全、生产效率以及能源的合理利用等诸多问题。

1.1 课题研究背景

1.1.1 课题背景

现代工业控制的需求随着中国人民日益增长的美好生活需要而有了更高的要求，所以一般的自动化控制已经是不均衡不充分的发展，不能完全地满足工业生产控制需求。因为需求和发展之间不对等的矛盾，工业领域引入了PLC，即可编程逻辑控制器到工业生产中。PLC有着提高效率并且减少时间的控制能力，给液位控制带来了过去难以想象的巨大变化。工业生产的安全程度、生产时间和生产效率都得到了极大程度的提升。